鑄造球鐵件,球化過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

洲際鑄造技術(shù)大學(xué)精品課程節(jié)選提高球化效果的實(shí)用技術(shù)一.影響球化效果的因素：球化等級(jí)劃分：球狀石墨：國(guó)標(biāo)ISO規(guī)定按石墨的面積率劃分，面積率20.81為球狀石墨。石墨面積率計(jì)算方法：石墨的實(shí)際I印積Q積率<I墨的最小外接圓i簡(jiǎn)積，國(guó)標(biāo)球化分級(jí)和評(píng)定：例如：某公司生產(chǎn)的QT450材質(zhì)鑄件金相檢驗(yàn)中，根據(jù)金相視野中的球狀和團(tuán)狀石墨個(gè)數(shù)所占石墨總數(shù)的百分比作為石墨大多數(shù)小于2mm或大于12mm時(shí)，則可適當(dāng)放大或縮小倍數(shù)，視場(chǎng)內(nèi)的石墨數(shù)一般不少于20顆。在拋光后檢驗(yàn)石墨的球化分級(jí)，首先觀察整個(gè)受檢面，選三個(gè)球化差的視場(chǎng)對(duì)照評(píng)級(jí)圖目視判定，放大倍數(shù)為100倍。不同球化率的金相圖像圖號(hào)3 球化率：80% 圖號(hào)4球化率：70%圖號(hào)5 球化率：60% 圖號(hào)6 球化率：50%（球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)之球化分級(jí)和評(píng)定依照GB/T9441-2009）,關(guān)注鑄造大講堂，回復(fù)“國(guó)標(biāo)”，可下載國(guó)標(biāo)文件球化可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案:（1） 球化不良:此不良主要體現(xiàn)在爐后成品的殘鎂分析值低于0.030%（一般標(biāo)準(zhǔn)殘鎂規(guī)格值按照小于0.030%為下限規(guī)格值），金相石墨型態(tài)一般體現(xiàn)在球狀石墨和蠕蟲(chóng)狀石墨共存在，或球狀石墨、蠕蟲(chóng)狀石墨和片狀石墨共存在，或蠕蟲(chóng)狀石墨和片狀石墨共存在，或全部為片狀石墨?？刂魄蚧涣嫉陌l(fā)生，特別注意以下幾點(diǎn)：添加球化劑重量的核對(duì)或喂絲球化線(xiàn)的喂絲長(zhǎng)度核對(duì)，確保實(shí)際加入量與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相符。三明治球化溫度或喂絲溫度一般在1480-1530C。。三明治球化反應(yīng)時(shí)間一般控制大于55秒，喂絲球化速度一般控制19-22米/分鐘。三明治球化出爐過(guò)程確保電爐的先期鐵水沖入到球化包的緩沖室，等緩沖室鐵水滿(mǎn)后，鐵水再漫過(guò)球化室。（有很多出爐鐵水沖入不當(dāng)，造成鐵水直接沖到球化室的，造成球化反應(yīng)提前進(jìn)行，總的球化反應(yīng)時(shí)間短，導(dǎo)致球化不良。）三明治球化需要在球化包之球化室中的球化劑上側(cè)放置覆蓋劑，覆蓋劑一般為矽鋼片，厚度一般控制在0.3-1.0mm,直徑或單邊長(zhǎng)度為10-30mm，要求無(wú)油無(wú)銹無(wú)雜質(zhì)。（2） 球化衰退:控制球化衰退最主要控制澆注管制時(shí)間，一般球鐵的澆注管制時(shí)間控制小于10分鐘。另外澆注包內(nèi)鐵水剩余重量與球化衰退速率（殘鎂損耗量）的簡(jiǎn)略圖如下：

澆注包內(nèi)飲水翔余匝帚與球化迂退速率（纓蟻損耗呈）的簡(jiǎn)略閣k殘鎂損耗值奢分鐘0.006半0.0050.0040.003**0.002*0.001050100200300400500600澆注包內(nèi)鐵水剩余重雖（公斤》結(jié)論,:-此注但內(nèi)鐵水剩余雖鐵水越少，賤鎂折耗崑（球化袁退速率）越大.2數(shù)值歪化危僅代表一種變七苗勢(shì)，我他方面的因素也很匝要口例如：澆注溫度的高低，也會(huì)影響球化衰退的速率，澆注溫度高，球化衰退的速度也會(huì)增快?。?）如果出現(xiàn)球化不良，鑄造生產(chǎn)的鑄件其機(jī)械性能（抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和延伸率）、硬度和金相就會(huì)與客戶(hù)要求不相符，其鑄件材質(zhì)就會(huì)由球鐵切換為蠕鐵或灰鐵材質(zhì)，鑄件的材質(zhì)違背了客的要求（設(shè)計(jì)和使用要求），鑄造廠(chǎng)內(nèi)部只能做報(bào)廢處理，給鑄造廠(chǎng)帶來(lái)?yè)p失。備注：1.球化劑選擇:球化劑型號(hào)粒度mm硅鋇鈣鋁鎂稀土6-15-2542-46%—2.0-2.3%0.5-0.8%6.0-6.5%1.1-1.3%2.球化劑、孕育劑和覆蓋劑要確保干燥，如潮濕的物料參與球化反應(yīng)，高溫鐵水遇到水會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致鐵水內(nèi)的氫氧元素含量超標(biāo)，后序鑄件產(chǎn)生氣孔不良的幾率增大。球化包的選擇一般有三明治球化包和喂絲球化包，球化溫度一般控制在1480-1530C。。球化溫度高會(huì)加快球化衰退的速率，導(dǎo)致球化衰退不良。球化溫度低會(huì)導(dǎo)致后序澆注溫度偏低，鑄件產(chǎn)生冷隔不良。熔煉材料中的硫含量超標(biāo)，會(huì)致使?fàn)t后球墨金相不良，因?yàn)樵谇蚧磻?yīng)過(guò)程中，硫會(huì)破壞鎂的成型球狀石墨，一般球化劑的加入量會(huì)按照爐前硫含量的增加而增加，故爐料的硫含量控制尤為重要。（一般鑄造廠(chǎng)，爐前硫在0.010-0.015%時(shí)球化劑加入量為1.0%；爐前硫在0.015-0.020%時(shí)球化劑加入量為1.1%）二.常用的球化方法：三明治法三明治法是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的球化處理方法。所使用的處理包通常是堤壩式球化處理包。為了降低鐵液和鎂之間反應(yīng)的激烈程度以及鎂蒸氣的揮發(fā)速率，三明治法通常使用含鎂量較低的合金球化劑。球化處理時(shí)，首先將球化劑裝入堤壩一側(cè)，上面覆蓋硅鐵合金，稍加緊實(shí)，然后再覆蓋無(wú)銹鐵屑、鋼板或其他覆蓋劑。覆蓋劑，建議大家按常規(guī)來(lái)講，大部分鑄造廠(chǎng)都用矽鋼片，就是廢鋼片球化處理時(shí)，應(yīng)盡可能地將鐵液一次沖入鐵液包的另一側(cè)。三明治法鎂的吸收率一般為30%?50%。為了提高球化效果，可提高處理包高度與直徑的比值;采用低鎂合金球化劑;合理的鐵液溫度和覆蓋劑量。三明治法的優(yōu)點(diǎn)是處理方式和設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，在生產(chǎn)中有較大的靈活性，所需的技術(shù)含量也較低，但不足之處是球化處理過(guò)程中鎂光、煙塵污染較嚴(yán)重;鎂的吸收率較低。三明治加蓋法：三明治加蓋法是由英國(guó)鑄鐵研究協(xié)會(huì)發(fā)明的，在國(guó)外球墨鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用比較廣泛。三明治加蓋法球化處理時(shí)，合金的加入與沖入法相同，然后將包蓋安放在處理包上并使其周邊密封好，將鐵液注入包蓋，鐵液會(huì)通過(guò)包蓋一側(cè)的鐵液注入孔（鐵液不得直接對(duì)準(zhǔn)合金堆放處）流入包內(nèi)。這樣，可使外界的氣體與包內(nèi)完全隔離，減少鎂的氧化、燒損，提高鎂的吸收率（一般在60%?65%或以上），改善勞動(dòng)環(huán)境。球化反應(yīng)結(jié)束后，去除包蓋。蓋包法球化效果與蓋包鐵液注入孔直徑選擇正確與否有著密切關(guān)系。正確的鐵液注入孔直徑可以保證蓋包中保持有一定的鐵液高度;鐵液全部流入蓋包的時(shí)間與球化反應(yīng)時(shí)間相同。采用蓋包法既保留了沖入法設(shè)備簡(jiǎn)單、容易操作的優(yōu)點(diǎn)，又克服了沖入法中鎂氧化燒損嚴(yán)重、吸收率低、球化劑消耗量大、勞動(dòng)環(huán)境差等缺點(diǎn)。多年來(lái)鑄造工作者一直在利用三明治加蓋法的優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行球墨鑄鐵生產(chǎn)，同時(shí)也在不斷地努力克服該球化處理方法在使用中的不足之處：包蓋起吊困難，操作難度較大;在使用沖天爐連續(xù)出鐵時(shí)，鐵液重量難以精確量化。經(jīng)過(guò)不斷完善，目前該球化處理工藝得到了廣泛的推廣應(yīng)用。喂絲球化法：包芯線(xiàn)喂絲法起初應(yīng)用于煉鋼工業(yè)，隨后該技術(shù)推廣應(yīng)用于鑄造行業(yè)。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中普遍應(yīng)用喂絲技術(shù)，而國(guó)內(nèi)將該技術(shù)應(yīng)用于球墨鑄鐵的生產(chǎn)起步較晚，在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中尚未普及應(yīng)用，處于推廣階段。應(yīng)用喂絲法生產(chǎn)球墨鑄鐵件，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將包有鎂及其他合金元素的包芯線(xiàn)直接插入到鐵液中對(duì)其進(jìn)行球化處理從而進(jìn)行球墨鑄鐵生產(chǎn)，整個(gè)球化處理過(guò)程可以完全自動(dòng)化。常用包芯線(xiàn)直徑一般為9mm、13mm，內(nèi)置粉料合金一般含鎂量在25%?30%。有特殊需要時(shí)還加入一定數(shù)量的RE、Ca、Ba等，來(lái)改善鑄件的性能。喂絲機(jī)可以設(shè)置喂絲速度、喂絲長(zhǎng)度、喂絲模式等參數(shù)，處理過(guò)程中，喂絲機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將包芯線(xiàn)按照設(shè)置好的參數(shù)配置連續(xù)不斷地插入到加蓋包的處理包鐵液中，由于鐵液高度所產(chǎn)生的壓力作用、包蓋隔絕空氣的有效流動(dòng)及包芯線(xiàn)按照一定速度連續(xù)插入鐵液，這樣既可避免鎂蒸氣的瞬間大量爆發(fā)，保證鎂合金的安全加入，又可避免鎂的大量逸出和燒損，提高鎂在鐵液中的吸收率。一般來(lái)說(shuō)，合金包芯線(xiàn)的性能和質(zhì)量，以及喂絲速度和喂絲量是保證